專利名稱：一種膠結(jié)性凝膠堵漏劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種膠結(jié)性凝膠堵漏劑，同時還公開了一種該膠結(jié)性凝膠堵漏劑的制備方法，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著鉆井技術(shù)的不斷提高，堵漏技術(shù)也有了較大的進(jìn)步，堵漏材料的品種不斷地增多。凝膠材料由于具有良好的可變形性，可根據(jù)漏失通道的尺寸大小進(jìn)行形狀調(diào)節(jié)，遇水發(fā)生吸水膨脹，溶脹但不溶解，膨脹后具有填充堵塞的作用，在堵漏材料中發(fā)揮了重要的作用。目前研究的凝膠堵漏材料主鏈基本上是由碳碳鏈組成，其抗溫能力十分有限，在遇到高溫地層的漏失情況下，由于凝膠堵漏材料的高溫降解，不能很好的發(fā)揮封堵作用。專利200810046115. 9公開了一種油田用可控制交聯(lián)凝膠堵水堵漏材料，該堵漏材料采用非共軛雙鍵的化合物N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，使丙烯酰胺分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)， 形成交聯(lián)化合物；再把凝膠顆粒浸泡于三氯化鉻溶液中，充分吸收交聯(lián)劑于凝膠顆粒內(nèi)； 烘干后加入到聚乙烯醇溶液中進(jìn)行包裹；最后將包裹后含有交聯(lián)劑的凝膠顆粒加入部分水解的聚丙烯酰胺溶液中進(jìn)行緩慢交聯(lián)，得到不動強(qiáng)凝膠。專利200910017101. 9公開了一種鉆井用高強(qiáng)度預(yù)交聯(lián)凝膠堵漏劑及其制備方法，該凝膠堵漏劑由丙烯酰胺、丙烯酸、陽離子單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑組成，該預(yù)交聯(lián)凝膠堵漏及吸水膨脹速率較慢，保證堵漏劑進(jìn)入漏層后，還可持續(xù)膨脹，能夠很好的封堵漏層，同時還具有抗擠壓強(qiáng)度大、耐溫耐礦化度能力強(qiáng)。目前研究的這些凝膠堵漏材料基本上是吸水后體積膨脹，通過物理填充作用封堵漏失通道。這類凝膠堵漏材料是惰性的，凝膠顆粒間不能相互反應(yīng)粘結(jié)，也不能與纖維類架橋材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鉆進(jìn)過程中稍有壓力激動，裂縫擴(kuò)展，封堵層便會產(chǎn)生松動，引起二次漏失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明內(nèi)容的目的在于克服上述現(xiàn)有堵漏劑存在的抗溫能力差、在壓力激動、裂縫擴(kuò)展、封堵層產(chǎn)生松動的情況下，容易引起二次漏失的缺陷，提供一種在地層溫度下可進(jìn)一步發(fā)生縮聚反應(yīng)，具有膠結(jié)作用，并且固化時間可調(diào)的鉆井堵漏用的膠結(jié)性凝膠材料及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，由磺化三聚氰胺、親水性單體、陽離子單體、引發(fā)劑、pH 值調(diào)節(jié)劑與水進(jìn)行縮聚和共聚反應(yīng)獲得。上述組分按質(zhì)量百分比計(jì)為磺化三聚氰胺36-54份，親水性單體5. 1_22. 8份，陽離子單體O. 3-3. 6份，引發(fā)劑O. 003-0. 044份，酸性pH值調(diào)節(jié)劑A2. 82-4. 6份，堿性pH值調(diào)節(jié)劑B I. 93-3. 7份，其余為水；所說的親水性單體為丙烯酰胺、丙烯酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一種；所說的陽離子單體是二甲基二烯丙基氯化銨、三甲基烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰丙基三甲基氯化銨中的一種；所說的引發(fā)劑是氧化還原引發(fā)劑，其中氧化劑為過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種， 還原劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉中的一種；所說的酸性pH值調(diào)節(jié)劑A是冰乙酸和鹽酸，所說的堿性pH值調(diào)節(jié)劑B是三乙醇胺、氫氧化鈉中的一種或兩種。本發(fā)明的制備方法如下將磺化三聚氰胺、親水性單體、陽離子單體、引發(fā)劑、水進(jìn)行混合，得到均一透明的溶液，加入酸性pH值調(diào)節(jié)劑A調(diào)節(jié)溶液pH至2-6，置入35-45°C恒溫水浴中，反應(yīng)10-20min ； 加入堿性PH值調(diào)節(jié)劑B，調(diào)節(jié)溶液pH至8-12，升溫至60-90°C，堿性條件下聚合3_10h，即可得到膠結(jié)性凝膠堵漏材料。本發(fā)明的有益效果是引入了磺化三聚氰胺所含有的耐熱性好的三嗪環(huán)雜環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了抗溫性能，且膠結(jié)性堵漏材料中含有大量的羥基、羧基、氨基等活性基團(tuán)，在地層溫度下可進(jìn)一步反應(yīng)，具有膠結(jié)作用，能夠形成更牢固的堵塞。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I所得堵漏劑在100°C反應(yīng)不同時間后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；圖中a 2h ；b 3h ；c 4h ；d 5h ；e 6h ；f 7h ；g 8h ；h 9h ；i IOh0圖2為本發(fā)明實(shí)施例I所得堵漏劑在不同介質(zhì)中的吸水倍率隨時間的變化；圖中a:純水；b0. 9 % NaCl ；c 10 % NaCl ；d 18 % NaCl ；e 26 % NaCl ；f 4 % NaCl，0. 5% CaCl2,1. 3% MgCl2 復(fù)合鹽水。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I將42份磺化三聚氰胺、15. 75份丙烯酰胺、2. 25份二甲基二烯丙基氯化銨(陽離子單體)、0.011份過硫酸銨(引發(fā)劑)、0. 005份亞硫酸氫鈉(引發(fā)劑)和水進(jìn)行混合；加入
I.88份鹽酸調(diào)節(jié)pH值為7，加入O. 94份冰乙酸調(diào)節(jié)pH值至4，在35°C水浴下聚合15min， 得到具有一定粘稠度的聚合物溶液，在該聚合物溶液中加入I. 93份NaOH調(diào)節(jié)pH值至9，在 75°C下聚合反應(yīng)7h，取出冷卻，即得到膠結(jié)性的凝膠堵漏材料。圖I為實(shí)施例I中所制備的膠結(jié)性堵漏材料在100°C油浴中繼續(xù)反應(yīng)不同時間的應(yīng)力-應(yīng)變圖，由圖可知，本發(fā)明隨著反應(yīng)時間的延長，發(fā)生相同應(yīng)變所需的應(yīng)力越來越大，材料抵抗變形能力增強(qiáng)，強(qiáng)度增大，表現(xiàn)出其具有可反應(yīng)性，能夠形成牢固的封堵層。由圖2可知，本發(fā)明的吸水倍率在不同的介質(zhì)中變化很小，即使在飽和鹽水和復(fù)合鹽水中仍具有較高的吸水倍率，可滿足不同地層封堵的需要。實(shí)施例2將36份磺化三聚氰胺、22. 8份丙烯酰胺、I. 2份三甲基烯丙基氯化銨(陽離子單體)、0· 015份過硫酸銨(引發(fā)劑)、0· 008份亞硫酸鈉(引發(fā)劑)和水進(jìn)行混合；加入I. 88
4份鹽酸調(diào)節(jié)pH值為7，加入O. 94份冰乙酸調(diào)節(jié)pH值至4，在35°C水浴下聚合15min，得到具有一定粘稠度的聚合物溶液，在該聚合物溶液中加入3. 24份NaOH調(diào)節(jié)pH值至12，在60°C 下聚合反應(yīng)10h，取出冷卻，即得到膠結(jié)性的凝膠堵漏材料。其他具體實(shí)施例3-8按照表I給出的組分進(jìn)行配制。表I 一種膠結(jié)性凝膠堵漏劑實(shí)施例(單位以質(zhì)量百分比計(jì))
權(quán)利要求
1.一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是由磺化三聚氰胺、親水性單體、陽離子單體、 引發(fā)劑、PH值調(diào)節(jié)劑和水進(jìn)行縮聚和共聚反應(yīng)獲得，其組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)為磺化三聚氰胺36-54份，親水性單體5. 1-22. 8份，陽離子單體O. 3-3. 6份，引發(fā)劑 O. 003-0. 044份，酸性pH值調(diào)節(jié)劑A 2. 82-4. 6份，堿性pH值調(diào)節(jié)劑BI. 93-3. 7份，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是親水性單體為丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、三甲基烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、三甲基烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是引發(fā)劑為氧化還原引發(fā)劑，其中氧化劑為過硫酸銨或過硫酸鉀中的一種，還原劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或焦亞硫酸鈉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料，其特征是酸性pH值調(diào)節(jié)劑 A為鹽酸和冰乙酸；堿性pH值調(diào)節(jié)劑B為氫氧化鈉、三乙醇胺中的一種或兩種。
7.一種膠結(jié)性凝膠堵漏材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將磺化三聚氰胺、親水性單體、陽離子單體、引發(fā)劑、水進(jìn)行混合，得到均一透明的溶液，加入酸性pH值調(diào)節(jié)劑A調(diào)節(jié)溶液pH至2-6，置入35-45°C恒溫水浴中，反應(yīng)10_20min ； 加入堿性PH值調(diào)節(jié)劑B，調(diào)節(jié)溶液pH至8-12，升溫至60-90°C，堿性條件下聚合3_10h，即可得到膠結(jié)性凝膠堵漏材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種膠結(jié)性凝膠堵漏劑及其制備方法，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，由磺化三聚氰胺、親水性單體、陽離子單體、引發(fā)劑、pH值調(diào)節(jié)劑和水進(jìn)行縮聚和共聚反應(yīng)獲得，其有益效果是引入了磺化三聚氰胺所含有的耐熱性好的三嗪環(huán)雜環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了抗溫性能，且膠結(jié)性堵漏材料中含有大量的羥基、羧基、氨基等活性基團(tuán)，在地層溫度下可進(jìn)一步反應(yīng)，具有膠結(jié)作用，能夠形成更牢固的堵塞。
文檔編號C08F220/58GK102603969SQ201110315519
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者劉文堂, 劉曉燕, 周亞賢, 孫舉, 李娟 , 王中華, 胡群愛, 郭建華 申請人:中國石化集團(tuán)中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院, 中國石油化工股份有限公司